《混凝土結(jié)構(gòu)原理》在土木工程本科教學(xué)中的實踐和思考

摘要：《混凝土結(jié)構(gòu)原理》是我校土木工程專業(yè)本科所開設(shè)的專業(yè)課之一。本文以教授該門課程的教學(xué)實踐為基礎(chǔ)，探討了培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程人才的教學(xué)方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：《混凝土結(jié)構(gòu)原理》；土木工程；本科教學(xué)

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）35-0068-02

我校大多數(shù)土木工程專業(yè)本科生，畢業(yè)后所從事工作皆為服務(wù)于社會，即從事土木工程建設(shè)領(lǐng)域的設(shè)計、勘察、施工、質(zhì)檢、監(jiān)理等。參加工作后，需要學(xué)生能夠盡快在自己的工作崗位發(fā)揮作用，獨擋一面，而且也要具有對新技術(shù)、新知識的開發(fā)和創(chuàng)新能力[1]。由此需要我們在本科階段要教授學(xué)生必要的理論知識，而且也要注重學(xué)生的工程實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。本文以土木工程專業(yè)課程之一《混凝土結(jié)構(gòu)原理》的教學(xué)實踐為基礎(chǔ)，探討培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程人才的教學(xué)經(jīng)驗。混凝土是土木工程廣為應(yīng)用的一種建筑材料，涉及到房屋、水電站、大壩、橋梁、隧道等領(lǐng)域，是一門非常重要的專業(yè)課程。在大學(xué)本科階段，該課程主要目的是使學(xué)生掌握混凝土的設(shè)計原理和基本構(gòu)件的設(shè)計方法。課程包含內(nèi)容較多，課程學(xué)時數(shù)56，課時設(shè)置略少。而且這門課程理論性較強，涉及公式也較多，學(xué)生往往感到比較抽象。如何教學(xué)生在較短時間內(nèi)掌握混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理和設(shè)計計算方法，是土木工程專業(yè)本科教學(xué)需要探討的問題。

一、加強與其他課程的聯(lián)系，合理安排先期課程

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》內(nèi)容涉及到建筑制圖、高數(shù)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料、房屋建筑學(xué)等先期課程，具有一定的綜合性。在講授本門課程的過程中，對一些經(jīng)常用到的先期知識點進行復(fù)習(xí)和強調(diào)，避免學(xué)生淡忘而影響新知識的吸收。督促學(xué)生要進行課前預(yù)習(xí)，實踐表明，在督促學(xué)生課前預(yù)習(xí)后，在課堂上能夠大大提高課程進度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。對于《混凝土結(jié)構(gòu)原理》所涉及到的前期課程，在安排教學(xué)計劃時要注意課程時間設(shè)置的合理性。我校的《混凝土結(jié)構(gòu)原理》是安排在大三第一學(xué)期，但是平行設(shè)置的還有結(jié)構(gòu)力學(xué)靜力學(xué)部分，由于課程進度的影響會對新知識的接收和吸收造成阻礙，需要進行合理調(diào)整。

二、采用多媒體和板書結(jié)合方式進行教學(xué)

以往采用單一板書方法，學(xué)生感覺比較枯燥，而且教師在課堂上大量時間用來板書，影響課堂進度。使學(xué)生失去學(xué)習(xí)積極性，甚至失去學(xué)習(xí)興趣。另外，很多圖、表不能以板書形式表達出來，教授效果不理想。多媒體教學(xué)是現(xiàn)代化教學(xué)的一個重要手段。采用多媒體教學(xué)，使教師能夠在課前做好準備，促進學(xué)生想象力的發(fā)揮。但是，如果一味在課堂上放映幻燈品，也會使學(xué)生視覺疲勞，而且像很多推導(dǎo)公式等內(nèi)容如只用多媒體教學(xué)，也會使效果較差。在教學(xué)工程中，以多媒體為主，板書的講解為輔，會起到很好的效果，增強學(xué)生記憶，加深印象。

三、密切聯(lián)系技術(shù)性立法文件進行教學(xué)

為了指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作，各國都制定專門技術(shù)標準和設(shè)計規(guī)范，成為土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)性專業(yè)立法文件。本門課與《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2010）和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）密切相關(guān)[2，3]。我國在進行大量試驗、調(diào)查與統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，對可能作用于結(jié)構(gòu)的各種荷載大小有明確規(guī)定。鑒于實際情況的復(fù)雜性，建筑結(jié)構(gòu)的實際荷載和實際材料指標與規(guī)范規(guī)定的大小會有一定出入，還要考慮結(jié)構(gòu)的重要性，使結(jié)構(gòu)對于安全、使用、耐久的要求也不同。因此，在對混凝土構(gòu)件進行設(shè)計時要考慮上述因素影響。故《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》根據(jù)長期實踐經(jīng)驗，總結(jié)出一些構(gòu)造措施來考慮這些影響。在教學(xué)中，使學(xué)生很好地熟悉、掌握、運用規(guī)范等技術(shù)性立法文件，對各種構(gòu)造要求必須予以足夠重視。而科學(xué)是不斷發(fā)展的，規(guī)范中所涉及到的許多計算方法和構(gòu)造措施還不一定盡善盡美，因此，各國每隔一定時間都要將自己的技術(shù)性立法文件進行修訂，使之更加完善。所以需要學(xué)生在運用規(guī)范學(xué)習(xí)過程中，也要善于發(fā)現(xiàn)問題。

四、加強實驗和實踐性教學(xué)

1.加強實驗環(huán)節(jié)。本門課與實驗密切相關(guān)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適當安排實驗環(huán)節(jié)，使學(xué)生更直觀清晰地觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生科研動手能力。本門課可安排的實驗環(huán)節(jié)有四個：第一，在講授材料的力學(xué)性能時，鋼筋受拉、混凝土受壓的力學(xué)現(xiàn)象及指標可以使學(xué)生通過實驗進行觀察。由于鋼筋的實驗在學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)時已經(jīng)做過了，可以課堂復(fù)習(xí)一下，而混凝土棱柱體受壓過程需要在實驗室進行演示。第二，在學(xué)習(xí)受彎構(gòu)件正截面承載力計算時，適筋梁受彎破壞過程需要在實驗室呈現(xiàn)。在試驗中，學(xué)生通過觀察才會直觀、清楚感受到適筋梁破壞的三階段。第三，受彎構(gòu)件斜截面承載力的計算中，由于公式中的系數(shù)是通過試驗和經(jīng)驗獲得的，可以在實驗室進行一種荷載下的受彎破壞試驗，安排學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗數(shù)據(jù)并進行分析，與課堂所學(xué)的公式進行對比。第四，在受壓構(gòu)件正截面承載力計算中，可以設(shè)置短柱和長柱的受壓破壞試驗，使學(xué)生進行對比分析。在實驗中，學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象進行觀察，對數(shù)據(jù)進行分析整理，在鞏固規(guī)范和課本知識的同時，也會不斷發(fā)現(xiàn)問題，并不斷探索創(chuàng)新。這樣有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生的科研能力，促進本學(xué)科的技術(shù)創(chuàng)新。

2.加強實踐性環(huán)節(jié)。《混凝土結(jié)構(gòu)原理》這門課程具有一定的實踐性。一般在本課程結(jié)束后安排一周的課程設(shè)計，題目是鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計。在設(shè)計過程中，包括對板、次梁、主梁的截面初選、內(nèi)力計算、配筋計算和結(jié)構(gòu)施工圖的繪制，使學(xué)生對前面學(xué)習(xí)的受彎構(gòu)件正截面、斜截面承載力計算等內(nèi)容進行加深和鞏固，并且鍛煉學(xué)生熟練查閱《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的能力。一般此類課程設(shè)計是根據(jù)學(xué)生的實踐能力單算成績的。這樣也大大調(diào)動學(xué)生參與實踐的積極性和主動性。除了課程設(shè)計外，還應(yīng)該在平時課程結(jié)束后布置一定課程作業(yè)，及時輔導(dǎo)和認真批改。例如設(shè)計偏心受壓柱等，使學(xué)生能夠及時消化和掌握所學(xué)知識。另外，畢業(yè)設(shè)計也是本門課的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算是混凝土結(jié)構(gòu)與其他專業(yè)課程的綜合應(yīng)用。對于我校土木工程本科畢業(yè)生，只有一部分能夠進入設(shè)計院進行設(shè)計工作，而還有相當一部分要進入施工、監(jiān)理等崗位。并且，書本學(xué)來終覺淺，到工程項目實地參觀和考察才更加直觀。所以，在本門課教學(xué)過程中，應(yīng)該安排至少3次到現(xiàn)場的實地參觀任務(wù)。例如，在課堂上講到混凝土保護層的厚度的大小與作用，到實地才會直觀了解在澆筑混凝土?xí)r如何操作才會確保保護層的厚度。還有，鋼筋的現(xiàn)場連接、布置與排列等等，使學(xué)生聯(lián)系課堂理論知識，進行對比。實地參觀和考察更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣。

五、鼓勵學(xué)生參加科研活動

科技是第一生產(chǎn)力，所以在教學(xué)同時，鼓勵學(xué)生積極參加校內(nèi)外的科研活動。學(xué)生根據(jù)自己興趣，參加到相關(guān)老師的混凝土技術(shù)的項目中。也可以申請學(xué)校或者學(xué)院的大學(xué)生科研創(chuàng)新項目，對在實驗和實踐環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)的問題進行研究和探索。鼓勵學(xué)生把研究的過程和結(jié)果以科研論文的形式在土木工程論壇或者相關(guān)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》是土木工程重要的專業(yè)課程之一，只有合理安排課程計劃、聯(lián)系相關(guān)規(guī)范進行教學(xué)、注意教學(xué)方法、加強實驗和實踐環(huán)節(jié)、注重學(xué)生的科研活動，才能在有限的課時內(nèi)有質(zhì)量地完成本科教學(xué)任務(wù)，把學(xué)生培養(yǎng)成有較強理論性、實踐性、創(chuàng)新性的復(fù)合人才。

參考文獻：

[1]馬樹杉.地方本科院校在21世紀的新任務(wù)[J].常州工學(xué)院學(xué)報，2001，（1）：85-88.

[2]GB50009-2010，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[3]GB50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

作者簡介：王曉梅，女，副教授，主要從事土木工程專業(yè)的教學(xué)工作。